ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｖｅｒｓｕｓ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒａ
ｆｉｇｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｓ ａｌｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ
ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＤＰＳＫ ｉＳ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ ＤＰＳＫ ｉＳ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｙｅ ｄｉａｇｒａｍｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ ＤＰＳＫ ｆｏｒｍａｔｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． ◆ Ｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ＤＯＰＳＫ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．ｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｍ，ｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅ—ｃｏｄｉｎｇ， ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ ＤＯＰＳＫ ａｒｅ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ．ａｎｄ ｔｈｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉＳ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ
ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍａｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ—Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙ（ＤＱＰＳＫ），ａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（ＰＭＤ），ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ
北京邮电大学硕士论文
摘要
ｆｉｇｕｒｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｖｅｒｓｕｓ ｔｉｍｅ，ｅｙｅ ｄｉａｇｒａｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌｓ ａｆｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｕｔ、， ｃｙｃｌｅ ＤＱＰＳＫ ｆｏｒｍａｔｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． ◆ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆ ＤＯＰ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｖｅｒｓｕｓ
◆ 将ＰＭＤ自适应补偿器应用于不同调制格式的传输系统中， 对比了各种调制格式补偿前后的ＤＯＰ值、剩余ＤＧＤ值和 眼图。最后综合传输速率、ＰＭＤ补偿效果、频谱利用效率 和ＰＭＤ容忍度等因素，ＣＳＲＺＤＱＰＳＫ是下一代光纤通信 系统中最具有优势的调制格式。
关键词：光纤通信偏振模色散偏振度调制格式差分正交相移键 控补偿技术
申请学位论文与资料菪有彳ｉ实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：皇：！蓥！望
日期：兰！１２。三：兰圭
关于论文使用授权的说明
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ｔｗｏ．ｆｏｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｔ ｒａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｗｉｔｈ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ
ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＤＰＳＫ ａｎｄ ００Ｋ ｆｏｒｍａｔｓ，ｂｅｔｔｅｒ
ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｒｎａｎｃｅ，ｈｉｇｈｅｒ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密 论文注释：本学位论文彳ｉ属于保密范围，适用本授权书。
口期：４立崔Ｌ 本人签名： 立，隧埠
凛璇［二 导师签名：
日期： 兰１２：！：！兰
北京邮电大学硕士论文
第。一章绪论
第一章绪论
１．１光纤通信系统研究的概况
自从１９７６年第一次实现光纤通信以来，光纤通信技术以远远超乎人们预料的 速度发展，光纤通信已成为现代通信传输特别是干线传输的主要方式， 并正在 迅速向用户端扩展。光纤通信已经历了三十多年的发展，虽然前些年处于低谷阶 段，但人们对语音、图像、数据等信息的需求一直在迅速增长，使得有关光纤通 信的高新技术仍然日新月异地不断涌现。这些不断涌现的新技术基本围绕以下几 大方向【ｌＩ，即：（１）大容量长距离、（２）新型光纤、（３）波分复用、（４）光放大、（５）新 调制格式。另外光网络技术也是当前光纤通信研究的一个重点，特别是全光网技 术。
Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ—Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙ，ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
独创性（或创新性）声明
本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也彳＜包含为－状得北京邮电大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已存论文中作了明确的说明并表示了谢意。
ａｎｄ ＰＭＤ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ．ＳＯ ｉｔ ｉＳ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓ ｆｏｒｍａｔｓ ｉｎ
ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔ，Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
◆Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ＰＭＤ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ（ＤＯＰ）ａｓ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ
◆ Ｔｈｅ ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ｆｏｒｍａｔｓ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ＤＯＰ ｖａｌｕｅｓ．ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ＤＧＤ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ｅｙｅ ｄｉａｇｒａｍｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＣＳＩ湿ＤＯＰＳＫ ｈａｓ
（１）大容量长距离：由于光纤的巨大带宽潜力，光纤通信朝着大容量长距离 的方向迅速发展。光纤通信传输速率从１９７７年美国芝加哥的７ｋｍ、４５Ｍｂ／ｓ１２１到现 阶段实验室ⅢＥＣ和Ａ１ｃａｔｅｌ）实现１０Ｔｂ／ｓ码率的传输ｐ圳，二十多年里增长了约２０万 倍。目前光纤骨干网大多采用单信道１０Ｇｂ／ｓ，单信道４０Ｇｂ／ｓ的实验研究也已经进 入实质性阶段。再结合密集波分复用（ＤＷＤＭ）幂Ｉ］光时分复用技术越来越广泛的应
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔｓ．Ｔｈｅ ＰＭＤ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｋ
ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＰＭＤ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＰＭＤ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｏｒｋｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：
北京邮电大学 硕士学位论文 高速光纤通信系统中DQPSK调制格式的理论研究 姓名：刘慧洋 申请学位级别：硕士 专业：物理电子学 指导教师：张晓光
20090214
北京邮电大学硕士论文
摘要
摘要
随着光纤通信系统传输容量的提升，新型调制格式在非线性效 应、色度色散容限和偏振模色散（ＰＭＤ）容限等方面的传输性能的改 善，吸引了越来越多的关注。本论文从偏振模色散及其补偿的理论 和调制格式的原理出发，详细研究和分析了不同调制格式的原理和 具体调制和解调过程，特别是差分正交相移键控（ＤＱＰＳＫ）格式，重 点讨论了不同调制格式与偏振模色散补偿技术的动态结合。本论文 的主要工作如下：
用，可以预见未来数年以后，世界上可以普遍使用州ｓ级的传输系统。
（２）新型光纤：目前世界上已经敷设的光纤线路约９０％为常规单模光纤 （ＳＭＦ）Ｃｔ６５２，其特点是在１３１０ｎｍ处色散为零，在１５５０ｎｍ处损耗最小，但色散却 达１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｒｎ。如果利用现有的Ｇ６５２光纤传输１０Ｇｂ／ｓ乃至４０Ｇｂ／ｓ的码率，必须进 行色散补偿。但是由于色散补偿光纤（ＤＣＦ）有效纤芯面积非常小，其制作的不均 匀会引入较大的偏振模色散。现阶段实验室单信道４０Ｇｂ／ｓ的ＤＷＤＭ系统大量采 用非零色散位移光纤（ＮＺＤＳＦ）Ｇ．６５５，这是一种改进的色散位移光纤。其特点是 零色散波长不在１５５０ｈｍ，而在１５２５ｎｍ或者１５８５ｎｍ，在１５５０ｎｍ处有微量色散，其 值小到允许单信道传输速率达到１０Ｇｂ／ｓ以上，又大到足以抑制ＤＷＤＭ系统巾的 四波混频效应。在ＤＷＤＭ系统巾应用伞波光纤，可以使信道数增力ｎ５０％。
◆ 简明扼要地回顾和总结了偏振模色散的产生机理和补偿方 式，详细地讨论了反馈法光补偿中的偏振模色散补偿技术， 以及以偏振度（ＤＯＰ）为反馈信号的研究。